[发明专利]单晶高Al组分AlxGa1-xN三元合金纳米棒的制备方法

权利要求书

1. 一种单晶高Al组分Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

步骤1，预沉积薄层铝粉

(1)对硅基片进行超声处理，得到超声后的硅基片；

将铝粉加入试剂中，进行超声震荡分散均匀，得到超声后的铝粉混合液；

(2)将超声后的硅基片放入超声后的铝粉混合液中，自然风干，得到沉积有薄层铝粉的硅基片；其中，薄层铝粉的沉积厚度为0.5~1.0mm；

步骤2，制备准备工作

将金属Al粉均匀平铺于反应舟一端，将沉积有薄层铝粉的硅基片置于金属Al粉正上方垂直距离为5~6mm处，沉积有薄层铝粉的一面朝上；

将Ga液滴置于反应舟另一端，Ga液与沉积有薄层铝粉的硅基片靠近Ga液端的水平距离为2~5mm；其中，按质量比，金属Al粉：Ga=(1~2):1；

将整个反应装置按上述方法布置好后，备用；

步骤3，抽真空，通氩气

(1)将布置好后的反应装置放入一端开口的石英试管中，其中，布置好后的反应装置的轴线和一端开口的石英试管的轴线平行，并且反应舟放入Ga液的一端远离石英试管的开口；

(2)将装有反应装置的石英试管置于水平石英管式炉的反应区，密闭，开始抽真空；

当水平石英管式炉的真空度≤5Pa，通入氩气，氩气的通入流量为300~700sccm，待整个装置内的氛围为氩气后，调节氩气通入流量为80~150sccm，保持反应体系的腔体压强为常压；

步骤4，加热

(1)在氩气保护下，对反应系统进行加热，升温速率为10~50℃/min，当反应系统的炉温达到设定温度为900~1000℃时，调节氩气流量为40~60sccm，同时，通入氨气，按流量比，氩气：氨气=1:1，保持1~3h后，停止加热；

(2)随炉冷却，当温度降至650~750℃，关闭氨气流量，持续通入氩气，保证氩气氛围，随炉冷却至室温；

(3)完全冷却后，取出反应装置，沉积在薄层铝粉硅基片表面上物质即为Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒；

制备的Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒为不同Al组分纤锌矿结构Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒，Al组分可调范围为0.88≤x≤0.92。

2.如权利要求1所述的单晶高Al组分Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的对硅基片进行超声处理具体步骤为：用去离子水或乙醇对硅基片进行超声清洗。

3.如权利要求1所述的单晶高Al组分Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的铝粉的纯度为≥99.999%，其平均粒径为5~10μm。

4.如权利要求1所述的单晶高Al组分Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的铝粉超声震荡的试剂为乙醇、甲醇、丙酮或己烷中的一种或几种混合，试剂的加入量为以铝粉在试剂中充分分散为准；所述的步骤1(1)中，所述的超声震荡的时间为10~60min。

5.如权利要求1所述的单晶高Al组分Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的金属Al粉的纯度为≥99.999%，其平均粒径为5~10μm。

6.如权利要求1所述的单晶高Al组分Al_xGa_1-xN三元合金纳米棒的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的反应舟为氧化铝陶瓷舟。